เริ่มจากผลลัพธ์ภารกิจ
กำหนด payload ที่ต้องใช้ ระยะเวลาทำงาน พื้นที่ปฏิบัติการ และวิธีขึ้นลงก่อนเลือกชิ้นส่วน จากนั้นทำ mass budget และ power budget พร้อมเผื่ออุปกรณ์ที่มักตกหล่น เช่น สายไฟ connector ฐานยึด และฝาครอบ
น้ำหนัก แรงขับ และหน่วย
สำหรับการประมาณเบื้องต้น TWR = แรงขับรวม / น้ำหนัก โดยทั้งเศษและส่วนต้องเป็นแรงหน่วยเดียวกัน น้ำหนัก W = m × g ต่างจากมวล m
ตัวอย่างเพื่อเรียนหน่วย: โดรนมวล 2 kg มีน้ำหนักประมาณ 19.62 N ถ้าแรงขับรวมที่สภาพทดสอบหนึ่งเท่ากับ 39.24 N จะได้ TWR = 2 ตัวเลขนี้ไม่ได้บอกเวลา hover หรือแรงขับที่ระดับแบตเตอรี่ปลายเที่ยวบิน ต้องดูข้อมูลกระแส ใบพัด และแรงดันประกอบ
จับคู่ motor, propeller, ESC และ battery
ค่า KV ไม่ใช่แรงขับ มอเตอร์ตัวเดียวกับใบพัดต่างกันอาจดึงกระแสและให้แรงขับต่างกัน ใช้ข้อมูลทดสอบของชุดที่ตรงรุ่นและแรงดัน ตรวจขีดจำกัดกระแสของ ESC รวมถึงการระบายความร้อน
พลังงานโดยประมาณ Wh = แรงดัน nominal × ความจุ Ah ส่วนเวลาบินแบบง่าย t = พลังงานที่ใช้ได้ / กำลังเฉลี่ย เป็นเพียงแบบจำลองตั้งต้น เพราะแรงดันและกำลังเปลี่ยนตามโหลด อย่าแปลงความจุ mAh เป็นเวลาโดยข้ามกำลังไฟ
CG และ interfaces
ตำแหน่งศูนย์มวลตามแกนหนึ่งหาได้จากผลรวม mᵢxᵢ หารด้วยผลรวม mᵢ โดยต้องอ้าง origin เดียวกัน ตรวจว่า payload ที่ย้ายตำแหน่งเปลี่ยน CG อย่างไร
| ด้าน | สิ่งที่ระบุในแบบ |
|---|---|
| กล | จุดยึด ระยะว่าง น้ำหนักและการสั่น |
| ไฟฟ้า | แรงดัน กระแส peak polarity และการป้องกัน |
| ข้อมูล | protocol, connector, pinout และอัตราข้อมูล |
| ตรวจสอบ | วิธีตรวจแต่ละข้อก่อนรวมระบบ |
เมื่อย้าย payload ต้องตรวจอะไรเพิ่ม
การติดตั้งกล้องหรือกล่องบรรทุกไม่ได้เพิ่มเพียงมวล แต่เปลี่ยนตำแหน่งศูนย์มวล โมเมนต์ความเฉื่อย แรงต้าน และภาระบนจุดยึดด้วย เริ่มจากชั่งและวัดตำแหน่งจริง ทำบัญชีชิ้นส่วนที่ใช้ origin เดียวกัน แล้วตรวจขอบเขต CG และน้ำหนักตามคู่มือของอากาศยานนั้น
ตัวอย่างคำนวณหนึ่งแกน: ฐานอากาศยานมวล 2 kg ที่ x = 0 และ payload 0.5 kg ที่ x = 0.20 m ทำให้ CG รวมอยู่ที่ (2 × 0 + 0.5 × 0.20) / 2.5 = 0.04 m จาก origin นี่เป็นแบบฝึกทางคณิตศาสตร์ ไม่ใช่การยืนยันว่าตำแหน่งดังกล่าวเหมาะกับลำจริง
ก่อนทดสอบบนโต๊ะให้แยกพลังงานตามขั้นตอนผู้ผลิต ตรวจจุดยึด สายไม่ตึง/เสียดสี ระยะห่างส่วนเคลื่อนที่ และการเข้าถึงแบตเตอรี่ ตรวจว่ากล้อง/IMU ติดตั้งทิศถูกต้องและมี timestamp ที่ใช้ร่วมกันได้ การลดสั่นไม่ควรทำให้เซนเซอร์ขยับอย่างอิสระจนความสัมพันธ์กับตัวลำเปลี่ยนไป
จัดทำบัญชีการเชื่อมต่อ
บันทึกต้นทาง ปลายทาง แรงดัน pinout protocol frame อัตราข้อมูล และผู้ตรวจสำหรับแต่ละเส้น เช็กหมายเลขรุ่นของ connector กับคู่มือก่อนต่อจริง รูป connector ที่เหมือนกันไม่ได้รับรองว่าแรงดันและการเรียงขาตรงกัน เมื่อเปลี่ยนชิ้นส่วนให้เก็บ revision ของแบบและผลตรวจใหม่ไว้คู่กับ log
ใช้การจำลองอย่างมีบริบท
eCalc ช่วยเปรียบเทียบชุดขับเคลื่อน OpenVSP/VSPAERO เหมาะกับรูปทรงอากาศยานและการวิเคราะห์ปีก KiCad ช่วยตรวจวงจร ส่วน FEM ต้องระบุ material, load, support และตรวจความไวต่อ mesh ผลจากแต่ละเครื่องมือตอบคนละคำถาม
อ่านต่อและแหล่งอ้างอิง
- เอกสารตั้งต้น: DTI, หลักการการออกแบบและประกอบรวมระบบย่อยของ U
- ข้อมูลทดสอบใบพัด UIUC
- เอกสาร OpenVSP
- NASA drag equation
- การเลือก payload
เนื้อหานี้เรียบเรียงจากเอกสารที่ DTI เอื้อเฟื้อและแหล่งอ้างอิงข้างต้น ตัวอย่างตัวเลขเป็นกรณีเพื่อการเรียนรู้ อ่านกิตติกรรมประกาศและที่มาของเนื้อหา